CN204455003U - 一种轻烃裂解设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轻烃裂解设备，属于催化裂化技术领域。所述轻烃裂解设备包括壳体、催化剂提升管、轻烃进料初分器、反应产物提升管、分离系统及汽提设备，本实用新型通过催化剂提升管向壳体内提供催化剂，通过轻烃进料初分器向壳体内提供轻烃原料，待生催化剂经待生催化剂出口排出，反应后的气相反应产物经气相反应产物出口排出，从而将轻烃的裂解反应与重油的裂化反应分离，轻烃裂解反应的反应条件和催化剂性能不受重油裂化反应的限制，反应条件及催化剂可根据目标产物分布和产品性质设置，便于适应当前催化裂化原料油组成多变、市场需求频繁变化导致对产物分布和产品性质要求随时改变的复杂形势。

Description

一种轻烃裂解设备

技术领域

本实用新型涉及催化裂化技术领域，特别涉及一种轻烃裂解设备。

背景技术

低碳烯烃是重要的基本有机合成原料，近年来，受下游衍生物需求的驱动，全球乙烯、丙烯的市场需求持续增长。目前，全世界约32wt％的丙烯原料产自催化裂化工艺。与传统的以石脑油、轻柴油、液化石油气等轻质原料的蒸汽裂解工艺相比，通过催化裂化工艺技术多产低碳烯烃(尤其是丙烯)，具有原料广泛、丙烯/乙烯比值高、能耗小、操作条件缓和、生产成本低等优点。因此，随着炼油-化工一体化的深入发展，通过催化裂化多产低碳烯烃(尤其是丙烯)越来越受到关注。

现有的轻烃催化裂解工艺技术主要是在提升管内完成的，蜡油和渣油等重质馏分油进入提升管上部发生催化裂化反应，催化裂化产生的轻烃原料或外来轻烃原料在提升管底部发生催化裂解反应。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于重质馏分油的催化裂化和轻烃的催化裂解反应都是在提升管内进行，轻烃裂解反应与重质馏分油的裂化反应耦合在一起，使得轻烃的裂解在反应条件和催化剂性能方面受制于重质馏分油的催化裂化过程，反应条件比较单一和固定，较难适应当前催化裂化原料油组成多变、市场需求频繁变化导致对产物分布和产品性质要求随时改变的复杂形势。

实用新型内容

为了解决现有技术轻烃催化裂解工艺在提升管内完成，导致的轻烃的裂解反应在反应条件和催化剂性能方面受制于重质馏分油的催化裂化过程，反应条件较难适应当前催化裂化原料油组成多变、市场需求频繁变化导致对产物分布和产品性质要求随时改变的复杂形势的问题，本实用新型实施例提供了一种轻烃裂解设备。所述技术方案如下：

一种轻烃裂解设备，用于使轻烃原料在催化剂及其他反应条件下发生裂解反应制取低碳烯烃，所述轻烃裂解设备包括壳体、催化剂提升管、轻烃进料初分器、反应产物提升管、分离系统及汽提设备，

所述催化剂提升管设置在所述壳体的下端，所述催化剂提升管的一端穿入所述壳体内，所述催化剂提升管的另一端穿出所述壳体，所述催化剂经所述催化剂提升管进入所述壳体内，所述轻烃进料初分器设置在所述壳体的下端，所述轻烃进料初分器的一端穿入所述壳体内，所述轻烃进料初分器的另一端穿出所述壳体，所述轻烃原料经所述轻烃进料初分器进入所述壳体内，所述催化剂与所述轻烃原料相向流动，所述反应产物提升管设置在所述壳体内部，且所述反应产物提升管位于所述催化剂提升管及所述轻烃进料初分器上方，所述反应产物提升管为倒置的漏斗形，所述反应产物提升管的下端与所述壳体内壁封闭，所述反应产物提升管的上端与所述壳体之间形成汽提腔室，所述分离系统设置在所述反应产物提升管的上方，所述分离系统与所述反应产物提升管固定连接，通过所述分离系统分离反应后的混合物，所述汽提设备设置在所述汽提腔室内，通过所述汽提设备除去经所述分离系统分离出来的待生催化剂中夹带的可挥发烃，所述壳体上设有待生催化剂出口，所述待生催化剂出口位于所述汽提设备下方，所述待生催化剂出口与所述汽提腔室连通，所述待生催化剂经所述待生催化剂出口离开所述汽提腔室，所述壳体的上端设有气相反应产物出口，通过所述气相反应产物出口排出所述壳体内的气相反应产物。

进一步地，所述轻烃裂解设备还包括催化剂分配器及轻烃分布器，所述催化剂提升管的上端由所述壳体底部穿入所述壳体内，且所述催化剂提升管与所述壳体同轴，所述催化剂提升管的顶端封闭，且所述催化剂提升管的上端设有催化剂出口，所述催化剂分配器设置在所述催化剂出口处，所述催化剂分配器与所述催化剂提升管固定连接，通过所述催化剂分配器向下分配所述催化剂，所述轻烃分布器设置在所述壳体内部，所述轻烃分布器位于所述轻烃进料初分器上方且位于所述催化剂分配器下方，所述轻烃分布器与所述壳体内壁固定连接。

进一步地，所述轻烃裂解设备还包括待生催化剂斜管，所述待生催化剂斜管安装在所述待生催化剂出口内，所述待生催化剂斜管相对所述壳体斜向下设置。

具体地，所述汽提设备为环盘形挡板结构。

具体地，所述汽提设备为格栅填料结构。

具体地，所述分离系统为旋流式快速分离系统。

进一步地，所述轻烃裂解设备还包括汽提蒸汽环管，所述汽提蒸汽环管设置在所述汽提腔室底部，所述汽提蒸汽环管位于所述汽提设备下方，通过所述汽提蒸汽环管中的汽提蒸汽提升所述待生催化剂中夹带的所述可挥发烃。

具体地，所述催化剂提升管通过蒸汽或惰性气体提升所述催化剂。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型通过催化剂提升管向壳体内提供催化剂，通过轻烃进料初分器向壳体内提供轻烃原料，通过反应产物提升管提高反应后的混合物的压强和流速，通过分离系统分离反应后的混合物，通过汽提设备除去待生催化剂中夹带的可挥发烃，待生催化剂经待生催化剂出口排出，反应后的气相反应产物经气相反应产物出口排出，从而将轻烃的裂解反应与重油的裂化反应分离，轻烃裂解反应的反应条件和催化剂性能不受重油裂化反应的限制，反应条件及催化剂可根据目标产物分布和产品性质设置，便于适应当前催化裂化原料油组成多变、市场需求频繁变化导致对产物分布和产品性质要求随时改变的复杂形势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的轻烃裂解设备的结构示意图。

其中：

1壳体，

2催化剂提升管，

3催化剂分配器，

4轻烃进料初分器，

5轻烃分布器，

6反应产物提升管，

7分离系统，

8汽提设备，

9气相反应产物出口，

10待生催化剂斜管，

11汽提蒸汽环管，

A汽提腔室。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种轻烃裂解设备，用于使轻烃原料在催化剂及其他反应条件下发生裂解反应制取低碳烯烃，所述轻烃裂解设备包括壳体1、催化剂提升管2、轻烃进料初分器4、反应产物提升管6、分离系统7及汽提设备8，

所述催化剂提升管2设置在所述壳体1的下端，所述催化剂提升管2的一端穿入所述壳体1内，所述催化剂提升管2的另一端穿出所述壳体1，所述催化剂经所述催化剂提升管2进入所述壳体1内，所述轻烃进料初分器4设置在所述壳体1的下端，所述轻烃进料初分器4的一端穿入所述壳体1内，所述轻烃进料初分器4的另一端穿出所述壳体1，所述轻烃原料经所述轻烃进料初分器4进入所述壳体1内，所述催化剂与所述轻烃原料相向流动，所述反应产物提升管6设置在所述壳体1内部，且所述反应产物提升管6位于所述催化剂提升管2及所述轻烃进料初分器4上方，所述反应产物提升管6为倒置的漏斗形，所述反应产物提升管6的下端与所述壳体1内壁封闭，所述反应产物提升管6的上端与所述壳体1之间形成汽提腔室A，所述分离系统7设置在所述反应产物提升管6的上方，所述分离系统7与所述反应产物提升管6固定连接，通过所述分离系统7分离反应后的混合物，所述汽提设备8设置在所述汽提腔室内，通过所述汽提设备8除去经所述分离系统7分离出来的待生催化剂中夹带的可挥发烃，所述壳体1上设有待生催化剂出口，所述待生催化剂出口位于所述汽提设备8下方，所述待生催化剂出口与所述汽提腔室A连通，所述待生催化剂经所述待生催化剂出口离开所述汽提腔室A，所述壳体1的上端设有气相反应产物出口9，通过所述气相反应产物出口9排出所述壳体1内的气相反应产物。

本实用新型的工作原理为：

催化剂经过催化剂提升管2进入壳体1下端内部，轻烃原料在一定温度、压力下经过轻烃进料初分器4进入壳体1下端内部，催化剂与轻烃原料近似逆流地相向流动接触并发生反应，反应后的混合物(轻烃原料发生裂解反应的产物与催化剂的混合物)上行并进入反应产物提升管6内，因反应产物提升管6为倒置的漏斗形，进入反应产物提升管6的反应后的混合物的压强增大，流速提高，反应后的混合物上行进入分离系统7，分离系统7的分离效率在90％以上，反应后的混合物在分离系统7的作用下分离出待生催化剂及气相反应产物，待生催化剂中还夹带了部分可挥发烃，待生催化剂在重力作用下进入汽提腔室A，气相反应产物经壳体1上端的气相反应产物出口9进入后续分离部分，待生催化剂在汽提设备8的作用下将其夹带的可挥发烃除去，由于轻烃原料氢含量高，即使高温条件下反应，其裂解产生的焦炭仍很少，所以汽提后的待生催化剂可根据实际工艺要求经过待生催化剂出口进入重油反应器或再生器循环使用。

本实用新型通过催化剂提升管2向壳体1内提供催化剂，通过轻烃进料初分器4向壳体1内提供轻烃原料，通过反应产物提升管6提高反应后的混合物的压强和流速，通过分离系统7分离反应后的混合物，通过汽提设备8除去待生催化剂中夹带的可挥发烃，待生催化剂经待生催化剂出口排出，反应后的气相反应产物经气相反应产物出口9排出，从而将轻烃的裂解反应与重油的裂化反应分离，轻烃裂解反应的反应条件和催化剂性能不受重油裂化反应的限制，反应条件及催化剂可根据目标产物分布和产品性质设置，便于适应当前催化裂化原料油组成多变、市场需求频繁变化导致对产物分布和产品性质要求随时改变的复杂形势。

如图1所示，进一步地，所述轻烃裂解设备还包括催化剂分配器3及轻烃分布器5，所述催化剂提升管2的上端由所述壳体1底部穿入所述壳体1内，且所述催化剂提升管2与所述壳体1同轴，所述催化剂提升管2的顶端封闭，且所述催化剂提升管2的上端设有催化剂出口，所述催化剂分配器3设置在所述催化剂出口处，所述催化剂分配器3与所述催化剂提升管2固定连接，通过所述催化剂分配器向下分配所述催化剂，所述轻烃分布器5设置在所述壳体1内部，所述轻烃分布器5位于所述轻烃进料初分器4上方且位于所述催化剂分配器3下方，所述轻烃分布器5与所述壳体1内壁固定连接。

在本实施例中，催化剂提升管2与壳体1同轴地穿入壳体1内，催化剂提升管2的顶部封闭，避免催化剂直接进入反应产物提升管6，不能起到催化轻烃裂解反应的作用，催化剂提升管2的上端侧壁上设有催化剂出口，催化剂出口设有多个，催化剂分配器3为多根细管道，多根细管道对应设置在多个催化剂出口上，每根细管道的底部或侧壁上设有槽口，催化剂经催化剂提升管2到达催化剂出口后进入催化剂分配器3的多根细管道，并经多根细管道上的槽口流出，从而实现通过催化剂分配器3向下分配催化剂，使得催化剂散落均匀，充分起到催化轻烃裂解反应的作用，轻烃进料初分器4设置在壳体1下端侧壁上，轻烃分布器5位于轻烃进料初分器4上方，通过轻烃进料初分器4及轻烃分布器5分布轻烃原料，使得气相轻烃原料均匀分布，能够充分发生裂解反应，在本实施例中，轻烃原料的裂解反应主要在轻烃分布器5及催化剂分配器3之间发生。当然，本领域技术人员可知，催化剂提升管2、催化剂分配器3、轻烃进料初分器4及轻烃分布器5的布置以保证催化剂和气相轻烃原料能够充分接触并发生反应为准，并不具体限制其布置形式。

如图1所示，进一步地，所述轻烃裂解设备还包括待生催化剂斜管10，所述待生催化剂斜管10安装在所述待生催化剂出口内，所述待生催化剂斜管10相对所述壳体1斜向下设置。

在本实施例中，通过在待生催化剂出口内安装待生催化剂斜管10，待生催化剂分离后经待生催化剂斜管10进入重油反应器继续参与反应或进入再生器再生后循环使用，待生催化剂斜管10相对壳体1斜向下设置，当汽提设备8下方的气体腔室A内的待生催化剂的量高于待生催化剂出口的位置时，待生催化剂在重力作用下经待生催化剂斜管10流出，结构简单，便于操作。

参见图1，具体地，所述汽提设备8为环盘形挡板结构。

在本实施例中，经分离系统7分离的待生催化剂进入汽提腔室A，在汽提设备8的作用下将待生催化剂中夹带的可挥发烃分离出来，汽提设备采用常用环盘形挡板结构，环盘形挡板包括盘体和挡板，盘体为环形，挡板设置在盘体中间，挡板之间有间隙，挡板的结构根据实际需要设计，待生催化剂经挡板之间的间隙落入其下方的汽提腔室A中，待生催化剂中夹带的部分可挥发烃在环盘的作用下与待生催化剂分离并上行经气相反应产物出口9进入后续分离部分。结构简单，便于操作。

如图1所示，具体地，所述汽提设备为格栅填料结构。

在本实施例中，汽提设备8也可采用常用的格栅填料结构，格栅填料结构包括固定的支撑架和多层格栅填料内件，受重力作用的待生催化剂自上向下流动，经过填料内件后，待生催化剂中夹带的部分可挥发烃与待生催化剂分离并上行。结构简单，便于加工，当然，本领域技术人员可知，汽提设备8还可为其他符合要求的结构。

参见图1，具体地，所述分离系统7为旋流式快速分离系统。

在本实施例中，使用常用的旋流式快速分离系统作为分离系统7，提高分离效率，缩短反应后的混合物在壳体1内的停留时间，使热转化率明显降低，有效抑制氢转移反应和热裂化反应，有效解决壳体1内部结焦的问题，提高目的产品收率，保证了装置长周期安全运行。当然，本领域技术人员可知，分离系统7还可采用现有的伞帽式、侧槽式、T型弯头式、粗旋风分离器等以及其他相关单位开发的分离效率大于90％的分离设备。

参见图1，进一步地，所述轻烃裂解设备还包括汽提蒸汽环管11，所述汽提蒸汽环管11设置在所述汽提腔室A底部，所述汽提蒸汽环管11位于所述汽提设备8下方，通过所述汽提蒸汽环管11中的汽提蒸汽提升所述待生催化剂中夹带的所述可挥发烃。

待生催化剂从分离系统7下来后，通过汽提设备8的孔道向下流动，在汽提腔室A底部设有汽提蒸汽环管11，汽提蒸汽向上流动，经过汽提设备8，提升经汽提设备8分离出来的可挥发烃，使可挥发烃经气相反应产物出口9随其他气相反应产物一同排出；而汽提后的待生催化剂进入待生催化剂斜管10。通过在汽提腔室A底部设置蒸汽环管，进一步提高分离效率，从而提高目的产品收率。

参见图1，具体地，所述催化剂提升管2通过蒸汽或惰性气体提升所述催化剂。

在本实施例中，通过蒸汽或惰性气体提升催化剂，提高催化剂流速，防止催化剂输送过程不畅，促进催化裂解反应的连续进行。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轻烃裂解设备，用于使轻烃原料在催化剂及其他反应条件下发生裂解反应制取低碳烯烃，其特征在于，所述轻烃裂解设备包括壳体、催化剂提升管、轻烃进料初分器、反应产物提升管、分离系统及汽提设备，

所述催化剂提升管设置在所述壳体的下端，所述催化剂提升管的一端穿入所述壳体内，所述催化剂提升管的另一端穿出所述壳体，所述催化剂经所述催化剂提升管进入所述壳体内，所述轻烃进料初分器设置在所述壳体的下端，所述轻烃进料初分器的一端穿入所述壳体内，所述轻烃进料初分器的另一端穿出所述壳体，所述轻烃原料经所述轻烃进料初分器进入所述壳体内，所述催化剂与所述轻烃原料相向流动，所述反应产物提升管设置在所述壳体内部，且所述反应产物提升管位于所述催化剂提升管及所述轻烃进料初分器上方，所述反应产物提升管为倒置的漏斗形，所述反应产物提升管的下端与所述壳体内壁封闭，所述反应产物提升管的上端与所述壳体之间形成汽提腔室，所述分离系统设置在所述反应产物提升管的上方，所述分离系统与所述反应产物提升管固定连接，通过所述分离系统分离反应后的混合物，所述汽提设备设置在所述汽提腔室内，通过所述汽提设备除去经所述分离系统分离出来的待生催化剂中夹带的可挥发烃，所述壳体上设有待生催化剂出口，所述待生催化剂出口位于所述汽提设备下方，所述待生催化剂出口与所述汽提腔室连通，所述待生催化剂经所述待生催化剂出口离开所述汽提腔室，所述壳体的上端设有气相反应产物出口，通过所述气相反应产物出口排出所述壳体内的气相反应产物。

2.根据权利要求1所述的轻烃裂解设备，其特征在于，所述轻烃裂解设备还包括催化剂分配器及轻烃分布器，所述催化剂提升管的上端由所述壳体底部穿入所述壳体内，且所述催化剂提升管与所述壳体同轴，所述催化剂提升管的顶端封闭，且所述催化剂提升管的上端设有催化剂出口，所述催化剂分配器设置在所述催化剂出口处，所述催化剂分配器与所述催化剂提升管固定连接，通过所述催化剂分配器向下分配所述催化剂，所述轻烃分布器设置在所述壳体内部，所述轻烃分布器位于所述轻烃进料初分器上方且位于所述催化剂分配器下方，所述轻烃分布器与所述壳体内壁固定连接。

3.根据权利要求1所述的轻烃裂解设备，其特征在于，所述轻烃裂解设备还包括待生催化剂斜管，所述待生催化剂斜管安装在所述待生催化剂出口内，所述待生催化剂斜管相对所述壳体斜向下设置。

4.根据权利要求1所述的轻烃裂解设备，其特征在于，所述汽提设备为环盘形挡板结构。

5.根据权利要求1所述的轻烃裂解设备，其特征在于，所述汽提设备为格栅填料结构。

6.根据权利要求1所述的轻烃裂解设备，其特征在于，所述分离系统为旋流式快速分离系统。

7.根据权利要求1所述的轻烃裂解设备，其特征在于，所述轻烃裂解设备还包括汽提蒸汽环管，所述汽提蒸汽环管设置在所述汽提腔室底部，所述汽提蒸汽环管位于所述汽提设备下方，通过所述汽提蒸汽环管中的汽提蒸汽提升所述待生催化剂中夹带的所述可挥发烃。

8.根据权利要求1-7任一项所述的轻烃裂解设备，其特征在于，所述催化剂提升管通过蒸汽或惰性气体提升所述催化剂。